胶原/琼脂糖/壳聚糖用于体外表皮替代物的构建研究

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组织工程皮肤通过在体外培养细胞,与生物支架共同构建皮肤替代物,其中表皮替代物是组织工程皮肤中的重要部分。单一的生物材料作为细胞体外生长的3D支架并与种子细胞在体外共同构建表皮替代物时,存在机械性能弱、生物相容性差等缺陷,而采用混合的生物材料用于细胞的培养并在体外构建表皮替代物可以将不同生物材料的缺陷进行相互弥补,更有利于体外表皮替代物的构建。本文以在体外构建表皮替代物为研究目的,利用了琼脂糖、壳聚糖、胶原三种不同的生物材料进行混合制备细胞在体外生长的3D环境,并对构建的生物材料支架进行了评估,研究其作为表皮替代物的可行性,具体研究内容如下:(1)利用冷冻干燥技术制备最终浓度为4 wt%的琼脂糖-壳聚糖支架,琼脂糖与壳聚糖的浓度比为1:3,2:2,3:1,通过对琼脂糖-壳聚糖支架密度、孔隙率、溶胀率、降解率、生物相容性等方面的测试,评估了琼脂糖-壳聚糖支架作为体外构建表皮替代物的可行性。(2)将琼脂糖-壳聚糖支架进行改进,在琼脂糖-壳聚糖支架表面包埋一层胶原,对胶原包被的琼脂糖-壳聚糖支架和胶原未包被的琼脂糖-壳聚糖支架在物理性能、机械性能、生物相容性方面进行了对比,两种支架在密度、孔隙率、溶胀率、降解率等物理性能方面未表现出明显差异。将永生化角质形成细胞(Hacat)接种在胶原包被的琼脂糖-壳聚糖支架和未包被胶原的琼脂糖-壳聚糖支架上,培养至第三天和第五天时,分别对支架上的细胞进行活/死染色与免疫荧光染色,两种支架对细胞的增殖与分化有不同的促进作用,胶原包被的琼脂糖-壳聚糖支架更能促进细胞的增殖与分化,更适合用于体外构建表皮替代物。(3)胶原在人体皮肤中占有很大比重,为构建更接近于人体皮肤的表皮替代物,将胶原与琼脂糖按不同比例进行混合制备胶原-琼脂糖支架,对不同比例的胶原-琼脂糖支架的物理性能、机械性能、生物相容性进行了评估。琼脂糖含量越高,胶原-琼脂糖支架的机械性能越好,但生物相容性降低,当琼脂糖含量为35%时,胶原-琼脂糖支架可以同时兼顾机械性能与生物相容性,此时的胶原-琼脂糖支架最适合用于在体外构建表皮替代物。
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